Способ упрочняющего восстановления лемехов плугов

B23P6/00 - Восстановление или ремонт изделий (правка или восстановление формы листовых металлов, металлических стержней, металлических труб, металлических профилей или специфических изделий, изготовленных из них B21D 1/00,B21D 3/00; восстановление дефектных или поврежденных изделий путем наплавки B22D 19/10; способы или устройства, отнесенные к одному из других подклассов, см. соответствующий подкласс)

B23K9/00 - Электродуговая сварка или резка (электрошлаковая сварка B23K 25/00; сварочные трансформаторы H01F; сварочные генераторы H02K)

A01B15/02 - режущие органы плугов и их крепление

Владельцы патента RU 2549788:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет"(ФГБОУ ВПО Орел ГАУ) (RU)

Изобретение может быть использовано при восстановлении рабочих органов почвообрабатывающих машин, преимущественно лемехов плугов. Способ включает удаление изношенной режущей части лемеха, изготовление новой режущей части из листовой рессорной стали, упрочнение режущей части путем наплавки износостойкого материала с тыльной стороны по всей длине и приваривание упрочненной режущей части к восстанавливаемому лемеху. При этом в качестве износостойкого материала используют нанометаллокерамический композиционный материал в виде пасты, состоящей из порошка типа ПР-Н70Х17С3Р4, карбида бора, двуокиси кремния, азотнокислого натрия и связующего, которую наносят на тыльную сторону режущей части по всей ее ширине, а после затвердевания пасты осуществляют вибродуговую наплавку с использованием графитового электрода, при этом сила тока составляет 70…75 А, а напряжение - 55…60 В. Использование изобретения позволяет при восстановлении лемехов плугов увеличить их твердость и износостойкость, при этом долговечность восстановленных лемехов увеличивается не менее чем в 1,5 раза. 1 табл.

Изобретение относится к способам восстановления и упрочнения изношенных деталей с применением сварки и может быть использовано при восстановлении рабочих органов почвообрабатывающих машин, преимущественно лемехов плугов.

Известен способ упрочнения лемехов плугов из среднеуглеродистых и высокоуглеродистых сталей. Он включает наплавку на лемех малоуглеродистого электродного материала параллельными друг другу валиками, при этом каждый последующий валик наносят со скоростью, обеспечивающей образование закалочной структуры, после остывания предыдущего валика [Патент РФ 2274526, В23К 9/04, В23Р 6/00, опубл. в Б.И. №11, 2006].

Недостатком данного способа является сильное термическое воздействие при наплавке, что приводит к короблению упрочняемых лемехов. Кроме этого, наплавленные валики увеличивают тяговое сопротивление плуга при его работе.

Известен способ восстановления лемехов плугов, заключающийся в том, что на поверхности лезвия лемеха выполняют паз, заполняют его припоем, устанавливают на припой металлокерамические пластины, наносят дополнительный слой припоя и флюса в место стыка пластин с вертикальной гранью паза, после чего пластины нагревают с использованием водородно-кислородного пламени горелки до расплавления припоя и охлаждают лемех с пластинами в термоизоляционном сборнике до комнатной температуры [Патент РФ 2344913, В23Р 6/00, В23К 1/012, А01В 15/04, опубл. в Б.И. №3, 2009].

Однако восстановленные данным способом лемехи плугов имеют низкую износостойкость при работе на суглинистых и супесчаных почвах из-за выкрашивания и разрушения сверхтвердых, но хрупких металлокерамических пластин.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ восстановления лемехов плугов, включающий удаление изношенной режущей части лемеха, изготовление новой режущей части из листовой рессорной стали твердостью 35…40 HRC, упрочнение режущей части путем электродуговой наплавки износостойкого материала в виде валиков с ее тыльной стороны по всей длине, причем область пятки наплавляют на всю ширину режущей части на длине не менее 30 мм. После упрочнения режущую часть приваривают к восстанавливаемому лемеху сплошным швом с двух сторон без разделки кромок [Журнал «Сельский механизатор», 2013. - №2, с. 34-35 - прототип].

Однако использование данного способа при восстановлении лемехов плугов, работающих при значительных статических и динамических нагрузках в условиях интенсивного абразивного изнашивания, не обеспечивает их высокую износостойкость. Кроме этого, электродуговая наплавка износостойкого материала на упрочняемую режущую часть производится не на всю ее ширину (за исключением небольшой по длине области пятки), что также приводит к снижению износостойкости восстановленных лемехов.

Задачей изобретения является повышение долговечности восстановленных и упрочненных лемехов плугов.

Техническим результатом изобретения является повышение твердости и износостойкости восстановленных и упрочненных лемехов плугов.

Поставленная задача и указанный технический результат достигаются за счет того, что в заявляемом способе упрочняющего восстановления лемехов плугов, включающем удаление изношенной режущей части лемеха, изготовление новой режущей части из листовой рессорной стали, упрочнение новой режущей части путем наплавки износостойкого материала с ее тыльной стороны по всей длине и приваривание упрочненной новой режущей части к восстанавливаемому лемеху, согласно изобретению в качестве износостойкого материала используют нанометаллокерамический композиционный материал в виде пасты, состоящей из порошка типа ПР-Н70Х17С3Р4, карбида бора, двуокиси кремния, азотнокислого натрия и связующего, которую наносят на тыльную сторону режущей части по всей ее ширине, и после ее затвердевания осуществляют вибродуговую наплавку с использованием графитового электрода, при этом сила тока составляет 70…75 А, а напряжение - 55…60 В.

Способ осуществляют следующим образом.

Вначале производят удаление изношенной режуще-лезвийной части лемеха. При этом можно использовать угловую шлифовальную машину, например, типа МШУ-2-230 и круг отрезной типа 41 150?2?20 14А 80-Н по ГОСТ 21963-2002. Также для этих целей возможно использование аппаратов для воздушно-плазменной резки. Новую режущую часть изготавливают из листовой рессорной стали твердостью 35…40 HRC. В качестве материала для изготовления режущей части можно использовать листы автомобильных рессор, утратившие упругость, но имеющие твердость не ниже 35 HRC. Форма и размеры вновь изготавливаемой режущей части в каждом конкретном случае должны определяться в зависимости от величины износа лемеха.

Затем изготовленную новую режущую часть упрочняют путем вибродуговой наплавки износостойкого материала. В качестве последнего используют нанометаллокерамический композиционный материал в виде пасты, которую готовят путем смешения следующих компонентов: порошок типа ПР-Н70Х17С3Р4 (ТУ 14-22-33-90), являющийся матрицей, - 55…60%, карбид бора В₄ С - 20…25%, двуокись кремния SiO₂ - 5…7%, азотнокислый натрий NaNO₃ - 8…10%. Связующим для этих компонентов является 50% водный раствор клея ПВА. Предварительно карбид бора и двуокись кремния измельчают до наноразмерного состояния (фракция порядка 40…60 нм). Это приводит к существенному увеличению механических свойств данных материалов (в частности, их твердости и износостойкости). Пасту наносят шпателем на тыльную сторону упрочняемой режущей части по всей ее ширине. Толщина слоя накладываемой пасты - 2,5…3,0 мм, после нанесения она высушивается до затвердевания. При температуре 90…95°C время затвердевания не превышает 8…10 мин.

Для вибродуговой наплавки используют установку ВДГУ-2, разработанную и производимую ГНУ ГОСНИТИ Россельхозакадемии. Установка содержит инверторный источник тока, пульт управления и вибратор с закрепленным в нем графитовым электродом диаметром 6…10 мм. Между графитовым электродом и упрочняемой поверхностью с нанесенным слоем пасты зажигают электрическую дугу прямого действия обратной полярности, в результате чего на упрочняемой поверхности из компонентов пасты образуется металлокерамическое покрытие. Процесс ведут на следующих режимах: сила тока - 70…75 А, напряжение - 55…60 В, частота вибрации графитового электрода - 90…100 колебаний в секунду. Вибрация графитового электрода позволяет получить более плотное и прочное металлокерамическое покрытие. Одновременно с образованием покрытия при горении электрической дуги происходит легирование упрочняемой поверхности компонентами пасты вследствие термодиссоциации ее компонентов, а также углеродом за счет его диффузии вследствие сублимации графитового электрода. Перемещение графитового электрода по упрочняемой поверхности позволяет упрочнить всю режущую часть. Толщина полученного металлокерамического покрытия составляет 0,7…0,8 мм, глубина упрочнения - 1,5…1,6 мм, твердость - 82…85 HRC.

Затем осуществляют приваривание упрочненной режущей части к восстанавливаемому лемеху сплошным швом с двух сторон без разделки кромок. При этом используют ручную электродуговую сварку и электроды для углеродистых сталей серии УОНИ диаметром 3 мм. Сила тока при сварке составляет 130…140 А. При наложении шва с тыльной стороны следует обращать внимание на то, чтобы он не превышал ширину плоскости крепления. В противном случае будет затруднена установка лемеха на стойке. После этого лицевую часть лемеха затачивают с образованием лезвия под углом 15…25° на обдирочно-шлифовальном станке.

Благодаря тому, что металлокерамическое покрытие, образующееся на упрочняемой режущей части, состоит из относительно мягкой и эластичной стальной матрицы и включенных в ее состав сверхтвердых керамических компонентов, образующихся при горении электрической дуги, восстановленные и упрочненные лемеха плугов имеют высокую твердость и износостойкость. Кроме этого, полученная структура покрытия, а также термодиффузионное насыщение (легирование) упрочняемой режущей части компонентами пасты и углеродом приводят к существенному увеличению долговечности восстановленных и упрочненных лемехов плугов (таблица).

Как видно из таблицы, предлагаемый способ восстановления и упрочнения лемехов плугов позволяет в среднем на 35…55% увеличить их твердость и на 80% - износостойкость. В результате долговечность восстановленных и упрочненных лемехов плугов увеличивается не менее чем в 1,5 раза.

Способ упрочняющего восстановления лемехов плугов, включающий удаление изношенной режущей части лемеха, изготовление новой режущей части из листовой рессорной стали, упрочнение новой режущей части путем наплавки износостойкого материала с ее тыльной стороны по всей длине и приваривание упрочненной новой режущей части к восстанавливаемому лемеху, отличающийся тем, что в качестве износостойкого материала используют нанометаллокерамический композиционный материал в виде пасты, состоящей из порошка типа ПР-Н70Х17С3Р4, карбида бора, двуокиси кремния, азотнокислого натрия и связующего, которую наносят на тыльную сторону режущей части по всей ее ширине, и после ее затвердевания осуществляют вибродуговую наплавку с использованием графитового электрода, при этом сила тока составляет 70…75 А, а напряжение - 55…60 В.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для устранения износа поверхностей пар трения, например подшипников скольжения типа вал-вкладыш или вал-втулка, либо направляющих, по которым перемещают заднюю бабку токарного станка.

Изобретение относится к способу ремонта лопаток энергетических установок. Способ включает подготовку поверхности лопатки.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к изготовлению, восстановлению и упрочнению частей плуга, работающих в условиях абразивного износа.

Изобретение относится к способу упрочняющего восстановления плужного лемеха и может быть использовано при изготовлении этих деталей. Восстановление лемеха осуществляется за счет приваривания термоупрочненной до 50HRC компенсирующей пластины взамен изношенной режуще-лезвийной части лемеха.

Способ уменьшения диаметра отверстия (2) в стенке детали включает сплющивание стенки детали на входе отверстия (2) по периметру (3) при помощи инструмента, контактный конец которого имеет сферическую форму или форму усеченного конуса.

Изобретение может быть использовано при нанесении наплавкой износостойких покрытий на детали почвообрабатывающих машин. На рабочую поверхность детали наплавляют износостойкий присадочной материал в виде полос с толщиной слоя 2-4 мм под углом к направлению перемещения рабочей поверхности детали.

Изобретение относится к области восстановления металлических деталей при их повреждении. Технический результат - определение возможной глубины восстановительного удаления металла.

Изобретение может быть использовано при восстановлении и упрочнении сваркой рабочих органов почвообрабатывающих машин, преимущественно лап культиваторов. Удаляют изношенную рабочую часть восстанавливаемой лапы.

Изобретение относится к области машиностроения и ремонта машин и может быть использовано при изготовлении новых деталей или при восстановлении изношенных деталей, в частности подшипников скольжения.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к восстановлению лопатки компрессора турбомашины. Лопатка содержит на своем радиальном крае кошачий язычок, радиальное расширение которого меньше заданного номинального радиального расширения.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного и лесного машиностроения и ремонта машин, в частности к восстановлению и упрочнению лап культиваторов различного назначения.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим генераторам с конденсаторным самовозбуждением, и может быть использовано в устройствах ручной дуговой электросварки.

Изобретение относится к области электротехники, в частности - к асинхронным генераторам с конденсаторным самовозбуждением, и может быть использовано в устройствах ручной дуговой сварки.

Изобретение относится к электронной импульсной технике, в частности к сварочному трансформатору, и может быть использовано в сварочных установках инверторного типа, предназначенных для контактной и дуговой сварки, а также резки различных изделий.

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к устройствам для сварки полос, которые устанавливаются в высокопроизводительных непрерывных металлургических агрегатах, например трубосварочных и профилегибочных станах, травильных линиях и пр.

Изобретение относится к контактному узлу сварочного аппарата для двух сварочных проволок.

Изобретение относится к судостроению, в частности к технологической оснастке и оборудованию для оснащения процесса изготовления корпусных конструкций.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению трубопровода для транспортировки углеводородов.

Изобретение относится к индукторному сварочному генератору аксиального типа и может быть использовано при изготовлении автономных источников питания сварочной дуги.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного и лесного машиностроения и ремонта машин, в частности к восстановлению и упрочнению лап культиваторов различного назначения.

Оказать финансовую помощь
проекту FindPatent.ru

ВИБРОДУГОВАЯ НАПЛАВКА

Этот метод основан на использовании тепла кратковременной дуги, которая возникает в момент разрыва цепи между вибрирующим электродом и наплавляе­мой поверхностью.

Особенность этого способа:

-получение малой толщины наплавляемого слоя,

-прерывистый характер процесса

-непрерывное охлаждение поверхности наплавки.

Вибродуговая наплавка применяется для цилиндрических деталей неболь­шого размера, особенно при ремонте деталей автомобилей и тракторов, станоч­ного оборудования (оси, валы, шпиндели, шлицевые валики). За счет вибра­ции электродной проволоки (амплитуда - 0,5-3,0 мм) обеспечивается чередова­ние кратковременной дуги, коротких замыканий и холостого хода Деталь, закрепленная в центрах или в патроне станка, равномерно вращается с не­обходимой скоростью. Для получения наплавленного слоя по ее длине сва­рочная (вибродуговая) головка перемещается вдоль наплавляемой детали. Электрод и деталь оплавляются за счет дугового разряда. Перенос металла, образующегося в виде капли на конце электрода в период горения дуги, про­исходит преимущественно во время короткого замыкания. Перенос металла не­большими каплями облегчает формирование ровных плотных слоев наплав­ленного металла.

При этом процессе горения дуги достигается хорошее формирование, наплавлен­ных валиков, обеспечивается возможность наплавки тонких валиков, площадь сечения которых близка к площади сечения проволоки. При необходимости время горения дуги может быть увеличено включением в сварочную цепь дроссе­ля или уменьшено включением конденсатора параллельно разрядному проме­жутку. Для улучшения условий горения дуги в зону наплавки подается охлаж­дающая жидкость, которая содержит соли; в ее состав вводятся ионизирующие элементы. В качестве охлаждающей жидкости чаще всего применяют водный раствор кальцинированной соды или 20% - ный водный рас­твор глицерина.

Применение флюса обеспечивает спокойное горение дуги и замедленное остыва­ние металла, что предотвращает образование трещин. В этом случае наплавочная установка дополнительно оснащается устройством для удержания флюса. Так как при вибродуговом способе происходит быстрое охлаждение маленьких пор­ций расплавленного металла, то возникает возможность наплавки деталей ма­лых диаметров.

Вибродуговая наплавка особенно эффективна при восстановлении изношенных деталей, у которых допускаемый износ составляет менее 1 мм. Вибродуговой наплавкой восстанавливают стальные и чугунные детали, на которых необходи­мо нанести равномерный тонкий слой наплавки при их минимальной дефор­мации, допускающей отдельные незначительные дефекты наплавки.

Преимущества вибродуговой наплавки:

-незначительный нагрев деталей;

-малая деформация детали в процессе наплавки;

-получение твердой поверхности без термообработки;

-получение равномерного слоя наплавленного металла.

Недостаток вибродугового способа наплавки: - непрерывное охлаждение и прерыви - стый характер процесса способствует образованию мелких газовых пор, которые вызывают неравномерную твердость наплавленного слоя.

Кроме того развиваются новые технологические направления модификации. К ним следует отнести наплавку в среде углекислого газа, водяного пара, в потоке воздуха и т. д. Разработаны и внедряются также методы механической, термиче­ской, термомеханической и ультразвуковой обработки металла, наплавленного вибродуговым способом.

Также применяется способ двухэлектродной вибродуговой наплавки, в отличие от одноэлектродной имеет более высокую производительность (до двух раз) и меньший расход электроэнергии на единицу наплавленного металла (на 20­25%).

Существенной особенностью двухэлектродной вибродуговой наплавки является то, что электроды вибрируют со смещением фазы амплитуд на 180°, т. е. во время замыкания одного электрода на сварочную ванну, второй находится на наиболь­шем расстоянии от нее.

Рекомендуемые ориентировочные режимы вибродуговой наплавки, а также диаметры проволоки (в зависимости от толщины наплавляемого слоя) выби­раются по табличным данным.

Твердость наплавленного слоя зависит от марки электродной проволоки и ре­жимов наплавки.

Вибродуговую наплавку характеризуют следующие показатели:

- потери электродного металла на угар и разбрызгивание

- коэффициент наплавки ан= 8-11 г/А • ч;

- коэффициент перехода из проволоки в наплавленный металл

для углерода 0,40-0,50, для марганца - 0,50-0,60;

- стоимость восстановления деталей в большинстве случаев

10-30% стоимости новой детали;

- коэффициент расплавления порошковой проволоки ар и потерь |/, шири­на b и высота hH, глубина проплавления h;

- кроющая способность шлака E=Sm/Sb, где Sm и Sb - площади

поверхности наплавленного валика.

При обычно применяемых режимах вибродуговой наплавки коэффициент расплавления составляет 9-12 г/А • ч, коэффициент наплавки 8-10 г/А • ч, поте­ри электродного материала на угар и разбрызгивание 11-15%, количество на­плавленного металла 1,2-1,5 кг/ч, коэффициент перехода углерода в наплав­ленный металл 0,45-0,55, марганца 0,45-0,60.

Пример. Толкатели клапанов двигателей наплавляют вибродуговой наплав­кой на переоборудованном токарном станке наплавочной головкой, смонтиро­ванной на суппорте.

Толкатель обезжиривают и устанавливают в патрон токарного станка, где наплавляемую поверхность зачищают до металлического блеска.

напряжение на дуге, В 14-16

Наплавку начинают с кромки цилиндрической поверхности от тарелки в сторону стержня. Толкатели клапанов двигателей

ГАЗ-51 наплавляют на длину 24 и 15,5 мм, двигателей ЗИЛ-120

на всю длину до диаметра 17,0 мм.

Для лучшей механической обработки наплавленный металл,

подвергают отпуску токами высокой частоты. Затем наплавлен­ную часть толкателя обтачивают на станке и подвергают

поверхностной закалке токами высокой частоты до 51,0 HRC

после чего шлифуют.

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235 77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83